随着互联网技术的高速发展,计算机已经同人们的日常生活、学习、工作紧密的联系在了一起,人们对计算机本身的实用性、运算速度、集成度也有了更高的要求。计算机集成度的提高导致CPU芯片的发热量大幅提升,发热量的提高直接影响温度变化,温度过高就会影响计算机正常工作性能,甚至损坏计算机。所以解决CPU芯片散热问题已经迫在眉睫,为了提高散热器的散热性能,必须对散热器进行优化和更新,以满足CPU散热要求。本文首先根据生物科学中叶序理论的三种模型:H.Vogel模型,Van Iterson模型,Van Iterson模型的平面展开形式,设计了三种新型针柱式微型散热器,散热器的散热针柱的排布满足叶序排布,这使得微型散热器工作表面的散热柱在几何位置上实现了最大填充和互补,并形成合理的空间空气流动通道,从而提高微型散热器的散热效率。其次根据所设计的新型针柱式散热器,制造出不同参数的叶序排布微型散热器。并利用FLUENT软件对叶序排布微型散热器的温度场进行了数值模拟,通过仿真得到了散热器温度场的分布状况及叶序系数和散热柱直径对散热器散热性能的影响。最后以叶序排布针柱式微型散热器为研究对象,设计并搭建了测温实验平台,对叶序排布针柱式微型散热器进行散热性能对比实验。本文分别进行了不同叶序系数、不同散热柱直径、不同散热柱排布形式下的散热器散热性能对比试验,结果表明:通过改变叶序排布散热器的叶序系数、散热柱直径等可以实现微型散热器的优化,在相同的测温实验条件下,叶序排布针柱式微型散热器的散热性能优于矩阵排布、错位排布针柱式微型散热器的散热性能。将测温实验结果与仿真结果进行对比,并验证了测温装置的可行性和实验结果的正确性。